Исследователи из Токийского научного университета (TUS) недавно разработали бионаночастицы с противораковой активностью, используя кукурузу в качестве сырья. Профессор Макия Нисикава из Токийского университета науки, Япония, который руководил исследовательской группой в этом начинании, поясняет: «Управляя физико-химическими свойствами наночастиц, мы можем контролировать их фармакокинетику в организме; поэтому мы хотели изучить наночастицы съедобных растений. Кукуруза производится в больших количествах по всему миру в ее природной форме, а также в ее генетически модифицированных формах. Вот почему мы выбрали ее для нашего исследования». Результаты этого исследования были опубликованы в Интернете 24 ноября 2021 года в Scientific Reports (https://www.nature.com/articles/s41598-021-02241-y).

Команда создала однородную смесь в виде сока из кукурузы в воде, затем отцентрифугировала этот кукурузный сок на высокой скорости, после чего профильтровала его через шприцевой фильтр с размером пор 0,45 мкм. Затем отфильтрованные образцы подвергали ультрацентрифугированию для получения НЧ, полученных из кукурузы. Наночастицы кукурузы (cNP) имели диаметр приблизительно 80 нм. Довольно интересно, что эти cNP также несли крошечный суммарный отрицательный заряд -17 мВ.

Затем исследовательская группа поставила эксперименты, чтобы увидеть, поглощаются ли эти cNP различными типами клеток. В серии многообещающих результатов cNP были поглощены несколькими типами клеток, включая клинически значимые опухолевые клетки из толстой кишки (раковые клетки, полученные от мышей), макрофагоподобные клетки RAW264.7 и нормальные клетки NIH3T3. Клетки RAW264.7 обычно используются для скрининга in vitro иммуномодуляторов — лекарств, которые в первую очередь нацелены на различные пути развития рака.

Результаты были поразительны: из трех типов клеток только cNP значительно ингибировали рост клеток толстой кишки, что указывает на их селективность в отношении канцерогенных клеточных линий. Более того, cNP были способны успешно индуцировать высвобождение фактора некроза опухоли-α (TNF-α) из клеток RAW264.7. Это хорошо задокументированный факт, что TNFα в основном секретируется макрофагами, естественными клетками-киллерами и лимфоцитами — тремя ключевыми компонентами нашей высокоразвитой иммунной системы, которые помогают вызвать противораковый ответ. «Сильный ответ TNFα был обнадеживающим и указывал на роль cNP в лечении различных типов рака», — объясняет доктор Дайсуке Сасаки, первый автор исследования, инструктор и исследователь в TUS.

Затем исследовательская группа провела репортерный анализ с ферментом «люциферазой» (полученным из светлячков), который является чувствительным репортером для изучения различных биологических реакций. Этот анализ на основе люциферазы показал, что мощная комбинация cNPs и клеток RAW264.7 значительно подавляет пролиферацию клеток двоеточия26. Наконец, исследовательская группа изучила влияние цНЧ на лабораторных мышах с подкожными опухолями. И снова результаты были ошеломляющими: ежедневные инъекции cNP в опухоли толстой кишки значительно подавляли рост опухоли, не вызывая серьезных побочных эффектов или потери веса.

«Оптимизируя свойства наночастиц и комбинируя их с противоопухолевыми препаратами, мы надеемся разработать безопасные и эффективные лекарства от различных видов рака», — отмечает оптимистично настроенный профессор Нишикава.

Обобщая эти впечатляющие результаты, доктор Косуке Кусамори, соавтор и доцент TUS, говорит: «Эти cNP обладают отличными противоопухолевыми свойствами, их легко разрабатывать и они экономически выгодны. Более того, они не вызывают каких-либо серьезных побочных эффектов, по крайней мере, пока у мышей!"